基于S变换的高频全球导航卫星系统同震数据的震相识别研究

为研究高频全球导航卫星系统（GNSS）信号的P波和S波到时,本文利用2008年汶川M_S8.0地震震时部分站点记录到的1 Hz高频GNSS数据,采用广义S变换将同震信号进行二维时频域平面分解,以此对P波和S波到时进行识别。本文通过调整广义S变换中的调节因子λ_a和p得出,当λ_a＝1.05,p＝1.05时,变换所得图像中的P波和S波到时均较为明显。结果表明,S变换在高频GNSS震相识别中效果明显,可作为GNSS地震学应用中一项有效的技术手段。      

利用高频GPS进行地表同震位移监测及震相识别

结合日本3.11大地震,利用近震区和远震区若干测站的高频GPS观测数据,采用动态精密单点定位技术分析了强震时复杂的地表运动时序,获得了地表同震位移.在此基础上提出利用S变换对高频GPS地震波进行震相识别,有效拾取了P波初至,反演了P波传播速度并与地震仪数据、USGS提供的参考值进行了对比和分析,为后续地震应急、地震预警提供了重要的、科学的决策依据.     

全波震相分析的应用

全波震相分析法是以弹性波传播理论为基础,以现代数字技术为手段,对地震波进行全面综合分析的理论和方法.它既包括对单一分量震波观测记录中的各种震相的识别、确认和分析,又包括对多分量震波记录的合成、分析和图示.全波震相分析法涉及震源、射线路径、初动、走时、振幅、波形、时域和空域的瞬态谱、质点振动矢量等诸多方面,因而能更全面地揭示地震波场与地下介质之间的关系.本文以实例展示在不同领域的研究中全波震相分析的应用情况.全波震相分析法为实现多种波型的联合应用奠定了理论基础,并提供了新的方法.     

首都圈地区Pb震相典型特征与康拉德界面研究

Pb震相是近震震相中的一个重要震相.关于Pb震相典型特征的总结和分析,对指导区域台网工作人员如何识别该震相,丰富台网观测报告震相产出,提高地震定位精度和确定康拉德界面等相关研究具有重要意义.但由于识别困难,国内很少有系统进行有关Pb震相的识别和研究工作.本研究采用首都圈地区高密度台网2009-2015年记录到的369个ML≥2.5地震事件的波形资料,重新分析震相并识别出1153条Pb震相.基于震相资料,利用时频分析、多项式拟合、射线分析、最小二乘法、联合反演、理论走时计算等方法进行研究,并在结合前人研究结果的基础上,我们得出:在首都圈及邻区,在肉眼可识别时频域内的特征来看,通常容易识别的Pb的振幅或频率高频部分相对比初至Pn和Pg大或高,也有振幅变小或者频率变化不明显的情况,这可能与震源机制、台站方位、场地响应、仪器类型等方面有关.时频分析、功率谱密度和肉眼识别分析的结果表明,P波的主要能量集中在相对低频部分,Pn,Pb,Pg,PmP四种震相(本研究以后提到的震相顺序只考虑这四种震相)有很强的共性,区别在于传播路径上的不同,频率或观测记录周期上的小幅度差别.在Pg作为初至波时,Pb震相的低频主频部分与Pg震相的低频主频部分带宽差不多(受到包含Pg震相的影响),但是高频主频部分频率更高,Pb到时在Pg之后,PmP之前.Pn作为初至波时,Pn震相低频主频部分带宽比Pb宽,但是Pb高频主频部分频率相对更高,Pb在Pn之后,在Pg之前.鉴于震源深度对Pb到时顺序的影响,及其在定位结果中精确度最差的情况,在震中距约在80~140km范围内时,得考虑区域地壳厚度横向不均匀、震中距、震源深度等情况并结合波形特征,来判定Pb是否为初至震相.Pb震相在康拉德界面的平均传播速度约为7.0km·s^-1,康拉德界面平均深度约为23km.Pb射线的分布情况直接证明了康拉德界面在首都圈地区的分布是连续的.基于本研究利用Pg,Pb,Pn,PmP震相走时联合反演所得模型计算的理论走时结果和实际观测结果一致进一步证明了我们结果的可靠性.     

高阶统计量及AIC方法在区域地震事件和直达P波初动识别中的应用

利用高阶统计量（偏斜度和峰度）与赤池信息量准则（简称AIC）相结合,进行区域地震事件实时检测和P波初至精细识别的新方法研究,通过处理山东地震台网记录的地震波资料,结果表明：应用高阶统计量（偏斜度和峰度,尤其是峰度）能够有效识别地震事件,降低地震事件的错误报警率和漏报率;与人工识别震相到时结果相比,根据Ske-AIC、Kur-AIC震相自动识别方法得到的震相到时的平均绝对值误差小.     

Sp震相与地壳厚度关系的再讨论

0 引言 利用地震波研究地壳厚度的方法很多,用S波与S_P波的到时差来计算地壳厚度是一种很方便的方法。 S_P波是由S波通过固体分界面后折射转换为P波的,理论研究及实际观测都表明S_P波的存在。S_P波出现在S波之前数秒,可以说是S波的前驱震相,它在观测点附近的质点振动方式属于P波类型。据其运动学和动力学特征,在某些地震仪的垂直分向上可以辨认,文献[1]就描述了S_P波震相在兰州台基式议上的的典型记录。     

震相分析在高台地震台数字地震观测中的应用

引言。台站是产生观测资料的地方,对观测资料的初步分析也是台站最基本的工作之一。地震分析工作的主要内容是,根据地震记录波形特征,识别各种不同的震相。由于地震波受地球内部介质的影响,以及震中距离观测点远近的不同,使地震波形态各异,给地震分析工作带来一定的难度。随着数字化观测工作的不断推进,地震记录由纸介质过度到计算机记录,地震波形分析的方法有了新的突破。不论是模拟记录图,还是数字化的记录波形,作为地震资料分析人员来说,最基本的思路及方法是一样的,那就是综观全震,远近分类;三分向对比,三大波组对比(纵波、横波和面波),三项基本知识在心(弹性波理论和射线理论,地球结构,地震的地理分布常识);三要素熟练掌握(振幅、周期和速度的动力学和运动学特征)。     

峰度和AIC方法在区域地震事件和直达P波初动自动识别方面的应用

提出了一种基于直达P波信号的峰度和Kurtosis-AIC方法进行区域地震事件实时检测和直达P波初动精细识别的新方法,并应用于山东地震台网记录的地震波资料处理.结果表明:(1)应用峰度方法能够有效识别出地震事件,可有效减低地震事件的错误报警率和漏报率;(2)与人工识别震相到时的结果相比,根据Kurtosis-AIC震相自动识别方法得到的震相到时的平均绝对值误差为(0.09±0.08)s。     

深度震相sSmS特征及其在震源深度确定中的应用

通过一系列理论地震图模拟,研究了莫霍面超临界反射深度震相sSmS的特征,分析了影响该震相的各种因素。结果表明,SmS和sSmS属于高频波,一般情况下在高频段(1Hz左右)可被清晰地观测到;而在更长周期的地震图上,SmS和sSmS的强度比S波或者S多次波弱,不易辨认;地壳结构复杂地区且震源深度较浅时,sSmS震相也不容易被观测到。本文以2011年6月20日腾冲MS5.2地震为研究实例,利用sSmS深度震相确定其震源深度为6km,与其它方法所得结果一致。在利用深度震相测定震源深度的研究中,sSmS震相可以作为震源深度精确测定的手段之一。     

利用多台资料对比识别南北地震带震相特征

利用多台资料对比震相识别方法,采用台网中心对地震较精确的定位结果,对南北地震带强化观测台网中心所记录到的地方震、近震、远震分别进行分析。结果表明,随着不同构造区域介质的差异性,地震波传播路径不同,导致各地区所记录到的地震震相特征不同。通过对不同区域地震震相特征的进一步对比分析,找出各区域震相特征的差异性和规律性,为以后台网中对震相识别和精确定位都有一定意义。     

德令哈地震台国内外中强震震相记录特征

选取德令哈地震台2007-2017年数字地震记录,对于国内外不同方位、不同震中距、不同地区、不同深度的典型中强地震,使用广东省地震局研发的单台分析处理软件MSDP,从地质构造、波列特征、P波初动、S波与P波震相到时差、主要震相、最大振幅、震中距等方面,分析所选取地震震相特征。结果表明,不同构造区域的介质差异性及震源深度、地震波传播路径的不同,导致德令哈地震台记录的各地区地震震相特征不同。     

乌兰浩特地震台典型地震事件震相特征分析

选取乌兰浩特地震台记录到的典型天然地震事件及爆破事件,根据断裂带分布及波形记录特征,分析地震及爆破事件的震相特征.结果表明,研究区域近震波形Pn、Pg、Sn、Sg震相及Sm面波较清晰,Pg、Sg波走时差一般不大于23 s,与中国地震台网中心发布的MS震级间的偏差一般小于0.6级;远震P、S、pP、sP震相可较清晰识别,Pm、L面波记录较明显,P、S波走时差一般不小于25 s,震级偏差一般小于0.4级,且通过震相特征及实地考察发现,爆破多为霍林郭勒区域爆破事件.     

攀枝花地震台数字地震分析探讨

结合地震波记录原理,分析并讨论攀枝花台数字仪震相的一些物理特征,并使用MATLAB对攀枝花、长春台的地震资料做简单滤波分析,便于真实地反映地震波震相。参考川滇交界地区地质构造,总结出攀枝花台对多次地震记录震相分析的经验规律,为地震速报快速识别震相提供实用参考。     

sPn震相特征及在震源深度测定中的应用

通过理论地震图模拟,研究sPn震相特征,分析其影响因素。研究表明:sPn与Pn震相的初动极性关系在不同台站方位角呈现不同特点,基于sPn震相的深度定位方法更适合于中强地震。以2012年9月7日12时16分彝良M_S 5.6地震为例,利用南北地震带南段密集流动地震台阵的观测数据,采用波形互相关方法拾取Pn波走时,应用滑动时窗相关法识别sPn震相,通过sPn与Pn震相走时差,测定震源深度为9.6 km。     

第二影区地震震相到时特征变化浅析

运用国家台甚宽和超宽频带地震计记录的波形数据,对震中距介于105°~128°(即第二影区)的地震波形进行仿真处理,分析各台站地震波由地幔传播到核幔交界面时,各震相记录特征发生的变化。结果表明,当震中距增大到105°左右时,地震波进入到核幔过渡带这一复杂的低速层中,地震波能量衰减加快;P波与Pdif波震相未表现出明显的分界,S波震相也未出现断崖式消失,且随着震中距的增大还会出现。这也间接印证这一低速层的不均匀性。     

应用单台垂向记录进行区域地震事件实时检测和直达犘波初动自动识别

提出一种基于直达P波信号和其它背景噪声在能量、非高斯性、非线性和偏振特性的不同而进行区域地震事件实时检测的新方法信噪综合差异特征量方法（简写为EFGLP方法）,同时对比分析了应用信号的不同统计特性来精细识别震相初至的３种有效方法,其中的TOC AIC方法是新提出的．应用山东数字地震波资料处理的结果表明:①与常规的STA/LTA地震事件触发算法相比,EFGLP方法能够有效降低地震事件的错误报警率和漏报率;②与人机交互震相识别结果相比,当信噪比比较低、震相初至比较模糊时,3种震相精细识别方法中的TOC-AIC方法识别精度最高;当信噪比比较高、震相初至比较清晰时,基于VAR-AIC 和TOC-AIC方法所测量得到的震相初至识别基本一致．      

2011年3月11日日本宫城MW9.1地震的预滑与黏滑震相研究

实验室内的岩石黏滑实验表明：黏滑错动过程一般可分为预滑、黏滑和止滑三个阶段,其中黏滑过程往往不是一次单点错动过程,而是由多次黏滑错动过程组成,表现出在断层的不同部位多点黏滑错动的特征。
2011年3月11日日本宫城近海发生了M_W9.1大地震。对该地震在全球数字地震仪台网（GSN）的波形记录做了分析,在ERM台（Δ=3.8°）记录的Pn震相前约125.5 s处识别出预滑错动震相Xp;在GSN 98个台的长周期波形记录上识别出三次同震黏滑错动过程中激发出的三个同震黏滑错动震相Xs1、Xs2和Xs3,以及止滑过程中激发出的止滑面波震相XsQ和XsR。根据黏滑实验和观测结果,我们认为ERM台所处的地块在主震前约69.1 s时发生了一次临震预滑错动,激发出了预滑错动震相Xp。主震发生后与弹性破裂过程同时发生了第一次黏滑错动,激发出了黏滑错动震相Xs1;在弹性破裂开始后约27.5 s时发生了第二次黏滑错动,激发出了黏滑错动震相Xs2;在弹性破裂开始后约71.0 s时发生了第三次黏滑错动,激发出了黏滑错动震相Xs3;在弹性破裂开始后约93.1 s时黏滑错动幅度达到峰值Xsm。之后进入止滑阶段,止滑过程激发出了勒夫型长周期面波止滑震相XsQ和瑞雷型长周期面波止滑震相XsR。根据XsQ和XsR震相的周期普遍大于75 s的特征,我们认为XsQ和XsR可能是地幔内传播的面波,并给出XsQ和XsR面波的走时关系。根据主震发生后同震伴随有三个子黏滑错动过程的观测证据,认为此次M_W9.1大地震可能是黏滑错动和弹性破裂共同作用的结果。从地震记录图上识别出Xp震相有助于认识主震前的预滑错动过程,且有一定的前兆意义。研究Xs震相以及XsQ和XsR震相有助于认识同震黏滑错动过程并预判震灾损失。     

2021年青海玛多MW7.4地震GNSS同震形变场及其断层滑动分布

2021年5月22日青海玛多M_W7.4地震作为发生在巴颜喀拉块体内部的一次强震,再次引起了人们对该地区地震活动性的强烈关注.本文基于震后GNSS流动观测和区域连续GNSS站资料,解算了106个站点的同震形变及其中17个站点的高频形变波形.同震形变场显示玛多地震具有典型的左旋走滑特征,GNSS观测到的最大同震位移达到1.2 m.GNSS与InSAR数据相符度较高,GNSS提供了准确的近场形变信息.基于GNSS同震形变场,本文反演了断层滑动分布,并计算了发震断层上产生的库仑应力变化.结果表明,发震断层的滑动破裂存在多个凹凸体,破裂分段特征明显且出露地表,与野外地表破裂考察和余震分布吻合,主体破裂位于断层面0~10 km的浅部区域,最大滑动量达到4.6 m,地震矩1.63×10²⁰N·m,矩震级为M_W7.4;发震断层上静态库仑应力增加区域与余震分布具有一致性,说明余震主要是由静态库仑应力加载而触发的.     

Pn与sPn震相到时差计算震源深度的单台应用

震源深度是地震定位的一个重要参数.本文利用沈阳台记录到4个壳内近震,进行sPn震相识别,利用sPn与Pn震相的到时差计算这几个近震的震源深度,将所得结果与国家局及辽宁台网结果进行对比研究,结果表明沈阳台定出的深度与国家局所定深度75%是一致的,与辽宁局结果也基本一致,误差较小.在2 km范围内.并对利用sPn震相计算震...     

乌兰浩特地震台典型地震事件震相特征分析

选取乌兰浩特地震台记录到的典型天然地震事件及爆破事件,根据断裂带分布及波形记录特征,分析地震及爆破事件的震相特征。结果表明,研究区域近震波形Pn、Pg、Sn、Sg震相及Sm面波较清晰,Pg、Sg波走时差一般不大于23 s,与中国地震台网中心发布的M_S震级间的偏差一般小于0.6级;远震P、S、pP、sP震相可较清晰识别,Pm、L面波记录较明显,P、S波走时差一般不小于25 s,震级偏差一般小于0.4级,且通过震相特征及实地考察发现,爆破多为霍林郭勒区域爆破事件。